Tartalom
- Az öregedés genetikai elmélete
- Az öregedés elméletei
- Gének és testi funkciók
- Hogyan befolyásolják a gének az élettartamot
- Az öregedés genetikai elméletének legfontosabb fogalmai
- Az öregedés három elsődleges genetikai elmélete
- Bizonyíték az elmélet mögött
- Bizonyíték az öregedés genetikai elméleteivel szemben
- Alsó vonal
- Mit tehet a sejtjeinek "genetikai" öregedésének csökkentése érdekében?
Az öregedés genetikai elmélete
Az öregedés genetikai elmélete szerint az élettartamot nagyrészt az általunk örökölt gének határozzák meg. Az elmélet szerint hosszú élettartamunkat elsősorban a fogantatás pillanatában határozzuk meg, és nagyrészt szüleinkre és génjeikre támaszkodik.
Ennek az elméletnek az az alapja, hogy a kromoszómák végén előforduló DNS-szegmensek, az úgynevezett telomerek meghatározzák a sejt maximális élettartamát. A telomerek a "szemét" DNS darabjai a kromoszómák végén, amelyek minden sejtrészesedés alkalmával rövidebbé válnak. Ezek a telomerek egyre rövidebbek lesznek, és végül a sejtek nem tudnak osztódni anélkül, hogy fontos DNS-darabokat veszítenének.
Mielőtt elmélyülne a genetika hatásának az öregedésben, és az ezen elmélet mellett és ellen kifejtett érvekre, hasznos röviden átbeszélni az öregedési elméletek elsődleges kategóriáit és e kategóriák néhány speciális elméletét. Jelenleg nincs egy elmélet vagy akár egy elméleti kategória, amely megmagyarázhatna mindent, amit az öregedési folyamat során megfigyelünk.
Öregítik a hormonjaid?Az öregedés elméletei
Az öregedési elméleteknek két elsődleges kategóriája van, amelyek alapvetően különböznek egymástól abban, amit az öregedés "céljának" nevezhetünk. Az első kategóriában az öregedés lényegében baleset; a test károsodásának és elhasználódásának felhalmozódása, amely végül halálhoz vezet. Ezzel szemben a programozott öregedési elméletek az öregedést szándékos folyamatnak tekintik, amelyet az élet más szakaszaihoz, például a pubertáshoz hasonló módon lehet irányítani.
A hibaelméletek számos külön elméletet tartalmaznak, beleértve:
- Az öregedés kopáselmélete
- Az életkor elmélete az öregedésről
- Az öregedés fehérje keresztkötés elmélete
- Szabad radikális elmélet az öregedésről
- Az öregedés szomatikus mutációelmélete
A programozott öregedési elméleteket szintén különböző kategóriákra bontják, annak alapján, hogy testünket hogyan programozzák az öregedésre és a halálra.
- Programozott élettartam - A programozott élettartam azt állítja, hogy az életet a gének egymás utáni be- és kikapcsolása határozza meg.
- Az öregedés endokrin elmélete
- Az öregedés immunológiai elmélete
Jelentős átfedés van ezen elméletek, sőt az öregedési elméletek kategóriái között.
Gének és testi funkciók
Mielőtt megvitatnánk az öregedéssel és a genetikával kapcsolatos kulcsfontosságú fogalmakat, nézzük át, mi a DNS-ünk, és néhány alapvető módot, amellyel a gének befolyásolják életünk időtartamát.
Génjeinket a DNS tartalmazza, amely testünk minden sejtjének magjában (belső területén) található. (Van mitokondriális DNS is jelen a mitokondrium nevű organellumokban, amelyek jelen vannak a sejt citoplazmájában.) Mindkettőnknek 46 kromoszómánk van, amelyek a DNS-t alkotják, ebből 23 anyánktól származik, 23 pedig apánktól. Közülük 44 autoszóma, kettő pedig a nemi kromoszóma, amelyek meghatározzák, hogy férfi vagy nő vagyunk-e. (A mitokondriális DNS ezzel szemben sokkal kevesebb genetikai információt hordoz, és csak anyáinktól kapja meg.)
Ezeken a kromoszómákon belül találhatók génjeink, genetikai tervünk, amely felelős az információ hordozásáért minden sejtünkben zajló folyamatra vonatkozóan. Génjeinket betűsorként képzelhetjük el, amelyek szavakat és utasítás-mondatokat alkotnak. Ezek a szavak és mondatok olyan fehérjék előállítását kódolják, amelyek minden sejtfolyamatot irányítanak.
Ha ezek közül a gének közül bármelyik megsérül, például egy olyan mutáció miatt, amely megváltoztatja az utasításokban szereplő "betűk és szavak" sorát, kóros fehérje termelődhet, ami viszont hibás funkciót tölt be. Ha egy sejt növekedését szabályozó fehérjékben mutáció lép fel, rák alakulhat ki. Ha ezek a gének születésük óta mutálódnak, különféle örökletes szindrómák fordulhatnak elő. Például a cisztás fibrózis olyan állapot, amikor a gyermek két olyan mutált gént örökít, amely egy olyan fehérjét szabályoz, amely szabályozza a verejtékmirigyek sejtjeiben a klorid mozgásáért felelős csatornákat. , emésztőmirigyek és még sok más. Ennek az egyetlen mutációnak az eredménye a mirigyek által termelt nyálka megvastagodása, és az ebből adódó problémák.
Génmutációk és rákHogyan befolyásolják a gének az élettartamot
Nem kell bonyolult tanulmány annak megállapításához, hogy génjeink legalább valamilyen szerepet játszanak a hosszú élettartamban. Azok az emberek, akiknek szülei és ősei hosszabb ideig éltek, általában hosszabb ideig élnek és fordítva. Ugyanakkor tudjuk, hogy önmagában a genetika nem az egyedüli oka az öregedésnek. Az azonos ikreket vizsgáló tanulmányok feltárják, hogy nyilvánvalóan valami más történik; azonos ikrek, akiknek azonos a génje, nem mindig azonos számú évet élnek.
Egyes gének hasznosak és növelik a hosszú élettartamot. Például az a gén, amely segíti az embert a koleszterin metabolizmusában, csökkentené az ember szívbetegségének kockázatát.
Néhány génmutáció öröklődik, és lerövidítheti az élettartamot. A mutációk azonban születés után is előfordulhatnak, mivel a toxinoknak, szabad gyököknek és sugárzásnak való kitettség génváltozásokat okozhat. (A születés után megszerzett génmutációkat szerzett vagy szomatikus génmutációknak nevezzük.) A legtöbb mutáció nem árt neked, némelyik pedig még előnyös is lehet. Ennek oka, hogy a genetikai mutációk genetikai sokféleséget teremtenek, ami egészségesen tartja a populációkat. Más mutációk, amelyeket néma mutációknak nevezünk, egyáltalán nincsenek hatással a testre.
Egyes gének mutációval károsak, például azok, amelyek növelik a rák kockázatát. Sok ember ismeri az emlőrákra hajlamos BRCA1 és BRCA2 mutációkat. Ezeket a géneket tumorszuppresszor géneknek nevezik, amelyek olyan fehérjéket kódolnak, amelyek szabályozzák a sérült DNS helyreállítását (vagy a sejt eltávolítását sérült DNS-sel, ha a helyreállítás nem lehetséges).
Az öröklődő génmutációkkal kapcsolatos különféle betegségek és állapotok közvetlenül befolyásolhatják az élettartamot. Ezek közé tartozik a cisztás fibrózis, a sarlósejtes vérszegénység, a Tay-Sachs-kór és a Huntington-kór, hogy csak néhányat említsünk.
Az öregedés genetikai elméletének legfontosabb fogalmai
A genetika és az öregedés kulcsfontosságú fogalmai számos fontos fogalmat és ötletet tartalmaznak, a telomer rövidítésétől az őssejtek öregedésben betöltött szerepével kapcsolatos elméletekig.
Telomerek
Mindegyik kromoszómánk végén fekszik egy darab "ócska" DNS, amelyet telomereknek nevezünk. A telomerek nem kódolnak egyetlen fehérjét sem, de úgy tűnik, hogy védő funkcióval rendelkeznek, megakadályozva, hogy a DNS végei hozzákapcsolódjanak más DNS-darabokhoz vagy kört alkossanak. Valahányszor egy sejt egy kicsit szétválik, levágják a telomert. Végül is. ebből az ócska DNS-ből nem maradt, és a további kivágás károsíthatja a kromoszómákat és géneket, így a sejt elpusztul.
Általánosságban elmondható, hogy az átlagos cella 50-szer képes osztódni a telomer felhasználása előtt (a Hayflick-határ). A rákos sejtek kitalálták azt a módot, hogy ne távolítsák el, sőt néha akár kiegészítsék is a telomer egy részét. Ezenkívül egyes sejtek, például a fehérvérsejtek, nem mennek keresztül ezen a telomer rövidülés folyamatán. Úgy tűnik, hogy míg az összes sejtünk génjeiben megtalálható a telomeráz enzim kódszava, amely gátolja a telomer rövidülését és esetleg hosszabbodást is eredményez, a gén csak "be van kapcsolva" vagy "kifejeződik", ahogy a genetikusok mondják, olyan sejtekben, mint a fehér vérsejtek és rákos sejtek. A tudósok elmélete szerint, ha ezt a telomerázt valamilyen módon be lehet kapcsolni más sejtekben (de nem annyira, hogy növekedésük széthúzódjon, mint a rákos sejtekben), akkor az életkorunk kiterjeszthető legyen.
Tanulmányok kimutatták, hogy egyes krónikus állapotok, például a magas vérnyomás, kevesebb telomeráz aktivitással járnak, míg az egészséges étrend és a testmozgás hosszabb telomerekkel van összefüggésben.
Hosszú élettartamú gének
A hosszú élettartamú gének olyan specifikus gének, amelyek a hosszabb élethez kapcsolódnak. Két, a hosszú élettartammal közvetlenül összefüggő gén a SIRT1 (sirtuin 1) és a SIRT2.A tudósok 800-nál több, 100 éves vagy annál idősebb embercsoportját vizsgálva három jelentős különbséget találtak az öregedéssel összefüggő génekben.
Sejtosztódás
A sejtöregedés arra a folyamatra utal, amelynek során a sejtek idővel elbomlanak. Ez összefüggésbe hozható a telomerek rövidülésével vagy az apoptózis (vagy a sejt öngyilkosság) folyamatával, amelyben a régi vagy sérült sejteket eltávolítják.
Őssejtek
A pluripotens őssejtek éretlen sejtek, amelyek képesek bármilyen típusú sejtekké válni a testben. Elmélet szerint az öregedés összefüggésben lehet akár az őssejtek kimerülésével, akár az őssejtek azon képességének elvesztésével, hogy megkülönböztessék vagy különféle sejtekké érjenek. Fontos megjegyezni, hogy ez az elmélet felnőtt őssejtekre vonatkozik, nem pedig embrionális őssejtek. Az embrionális őssejtektől eltérően a felnőtt őssejtek nem érhetnek semmiféle sejtté, sokkal inkább csak bizonyos számú sejttípusba. Testünk legtöbb sejtje differenciált vagy teljesen érett, és az őssejtek csak kis számban vannak a testben jelen lévő sejtekből.
A máj olyan példa egy szövettípusra, amelyben a regeneráció lehetséges. Ez ellentétben áll az agyszövetekkel, amelyek általában nem rendelkeznek ezzel a regeneratív képességgel, ma már bizonyíték van arra, hogy maguk az őssejtek is érintettek lehetnek az öregedési folyamatban, de ezek az elméletek hasonlóak a csirke és a tojás kérdéséhez. Nem biztos, hogy az öregedés az őssejtek változásai miatt következik be, vagy ha ehelyett az őssejtekben bekövetkező változások az öregedési folyamatnak köszönhetők.
Epigenetika
Az epigenetika a gének expressziójára utal. Más szavakkal, egy gén jelen lehet, de be- vagy kikapcsolható. Tudjuk, hogy vannak olyan gének a testben, amelyek csak egy bizonyos ideig vannak bekapcsolva. Az epigenetika területe a tudósokat is segíti annak megértésében, hogy a környezeti tényezők miként működhetnek a genetika korlátain belül a betegségek védelme vagy hajlamának előidézése érdekében.
Honnan származnak az őssejtek?Az öregedés három elsődleges genetikai elmélete
Amint azt fentebb megjegyeztük, jelentős mennyiségű bizonyíték van arra, hogy a gének jelentőségét vizsgálják a várható túlélésben. A genetikai elméleteket vizsgálva ezeket három általános gondolkodási csoportra bontják.
- Az első elmélet azt állítja, hogy az öregedés összefügg a hosszú távú túléléssel kapcsolatos mutációkkal és az öregedés a nem helyrehozott genetikai mutációk felhalmozódásával.
- Egy másik elmélet szerint az öregedés bizonyos gének késői hatásaihoz kapcsolódik, és pleiotróp antagonizmusnak nevezik.
- Egy másik elmélet, amelyet az oposszumokban való túlélés alapján javasolnak, az, hogy egy olyan környezet, amely kevés veszélyt jelent a várható élettartam megzavarására, megnöveli azon tagok számát, akiknek olyan mutációi vannak, amelyek lassítják az öregedési folyamatot.
Bizonyíték az elmélet mögött
Számos olyan bizonyíték létezik, amely legalább részben alátámasztja az öregedés genetikai elméletét.
Talán a legerősebb bizonyíték a genetikai elmélet alátámasztására a maximális túlélésben rejlő jelentős fajspecifikus különbségek: egyes fajok (például a pillangók) élettartama nagyon rövid, másoké, mint például az elefántok és a bálnák, hasonlóak a miénkhez. Egyetlen fajon belül a túlélés hasonló, de a túlélés nagyon eltérő lehet két faj között, amelyek egyébként hasonló méretűek.
Az ikrek tanulmányai genetikai komponenst is támogatnak, mivel az azonos ikrek (monozigóta ikrek) a várható élettartam szempontjából sokkal hasonlóbbak, mint a nem azonos vagy a dizigótikus ikrek. Az azonos ikreket értékeljük, akiket együtt neveltek, és ezt szembeállítottuk az azonos ikrekkel, a szétválasztás segíthet elkülöníteni az olyan viselkedési tényezőket, mint az étrend és más életmódbeli szokások, mint a családi élet hosszú életének tendenciái.
Széles skálán további bizonyítékokat találtak a más állatok genetikai mutációinak hatását vizsgálva. Néhány féregben és néhány egérben egyetlen génmutáció 50% -kal meghosszabbíthatja a túlélést.
Ezenkívül bizonyítékokat találunk a genetikai elméletben részt vevő néhány specifikus mechanizmusra. A telomer hosszúságának közvetlen mérése kimutatta, hogy a telomerek érzékenyek az olyan genetikai tényezőkre, amelyek felgyorsíthatják az öregedés mértékét.
Bizonyíték az öregedés genetikai elméleteivel szemben
Az egyik legerősebb érv az öregedés genetikai elmélete vagy a "programozott élettartam" ellen evolúciós szempontból származik. Miért lenne a reprodukción túl meghatározott élettartam? Más szavakkal, milyen "célja" van az életnek, miután egy személy szaporodott és elég hosszú ideig élt ahhoz, hogy utódait felnőtté emelje?
Az életstílusról és a betegségekről is világos, hogy az öregedésnek számos más tényezője is van. Az azonos ikrek élettartama nagyon eltérhet expozíciójától, életmódbeli tényezőiktől (például a dohányzás) és a fizikai aktivitás szokásaitól függően.
Alsó vonal
Becslések szerint a gének az élettartam legfeljebb 35 százalékát magyarázzák meg, de még mindig többet nem értünk az öregedéssel kapcsolatban, mint amit megértünk. Összességében valószínű, hogy az öregedés egy többtényezős folyamat, vagyis valószínűleg több elmélet kombinációja. Fontos megjegyezni azt is, hogy az itt tárgyalt elméletek nem zárják ki egymást. Az epigenetika fogalma, vagy az, hogy egy jelenlévő gént "expresszálnak-e", tovább sárosíthatja megértésünket.
A genetika mellett az öregedésnek más tényezői is vannak, például a viselkedésünk, az expozíciónk és a puszta szerencse. Nincs ítélve, ha családtagjai fiatalon halnak meg, és akkor sem hagyhatja figyelmen kívül az egészségét, ha családtagjai általában sokáig élnek.
Mit tehet a sejtjeinek "genetikai" öregedésének csökkentése érdekében?
Megtanítottak egészséges táplálkozásra és aktívan viselkedni, és ezek az életmódbeli tényezők valószínűleg ugyanolyan fontosak, függetlenül attól, hogy genetikánk mennyire vesz részt az öregedésben. Ugyanazok a gyakorlatok, amelyek úgy tűnik, hogy egészségesen tartják testünk szerveit és szöveteit, egészségesek lehetnek génjeink és kromoszómáink is.
Az öregedés konkrét okaitól függetlenül változást hozhat:
- Testmozgás - Tanulmányok kimutatták, hogy a fizikai aktivitás nemcsak a szív és a tüdő működését segíti jól, hanem a testmozgás is meghosszabbítja a telomereket.
- Egészségesen fogyasszon étrendet - A magas gyümölcs- és zöldségfélékkel rendelkező étrend nagyobb telomeráz-aktivitással jár (valójában a sejtjeiben lévő telomerek kevesebb lerövidülése). A magas omega-3-zsírsavtartalmú étrend hosszabb telomerekhez kapcsolódik, de az omega-6-zsírsavtartalmú étrend ellentétes és rövidebb telomerekkel jár. Ezenkívül a szódapop bevitel rövidebb telomerekhez kapcsolódik. A rezervatrol, a vörösbor fogyasztása iránti izgalomért felelős összetevő (de megtalálható az alkoholmentes vörös szőlőlében is) aktiválja a SIRT hosszú élettartamú fehérjét
- Csökkentse a stresszt
- Kerülje a rákkeltő anyagokat
- Egészséges testsúly fenntartása - Az elhízás nemcsak az öregedéssel összefüggő, fentebb említett genetikai mechanizmusokhoz kapcsolódik (például a telomerek fokozott megrövidüléséhez), hanem ismételt tanulmányok során kiderült, hogy a kalória korlátozással járó hosszú élettartam előnyei vannak. az Amerikai Rákkutató Intézet által megfogalmazott prevenciós életmód - legyen a lehető leg soványabb, anélkül, hogy alulsúlyozna - szerepet játszhat a hosszú élettartamban, a rák megelőzésében és a rák megismétlődésének megelőzésében.